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2、发表或撰写的研究 成果，指导教师对此进行了审定。本论文由本人独立撰写，文责自负。 研究生繇矗始 导师擗 目录 I l I l lt lI III I I1 1 11 11 1 III Y 19 013 5 3 中文摘要O OOOO O 1 英文摘要3 英文缩写6 研究论文硫化氢对离体猪冠状动脉张力的调节作用 前言0 0OO0000 8 日U 舌”一”“一”“”8 材料与方法9 结果1 2 附图t 4 附表2 2 讨论2 6 结论? 3 0 参考文献0 0OOO0 3 1 综述硫化氢对心肌保护作用机制的研究进展3 5 致谢0 00 0 0 0000 4 6 个人简历4 7 中文摘要 硫化氢对离体
3、猪冠状动脉张力的调节作用 摘要 目的：硫化氢( h y d r o g e ns u l f i d e ，H 2 S ) 是一种新型的气体信号分子， 可通过含硫氨基酸代谢通路在哺乳动物体内产生。心血管系统中，心肌细 胞、血管平滑肌细胞以及血管内皮细胞均可生成H 2 S 。研究表明，H 2 S 可 作用于心血管系统的不同靶点发挥多种生物学效应，包括：调节血管张力、 调节血压、保护心肌、抑制血管平滑肌细胞增殖等。在心脏，冠状动脉张 力的调节直接控制心肌氧的供应，冠脉流量的减少将引发心肌氧供和需求 的失衡，发生心肌缺血。所以，在心肌缺血缺氧的早期，扩张冠脉、提高 冠脉血流量是避免心肌损伤、保护心肌
4、的有效手段。在离体灌流心脏， H 2 S 可抑制心肌的收缩舒张功能，但冠脉流量并未因此下降，推测H 2 S 可 能通过扩张冠状动脉抵消心肌抑制对冠脉灌流量的影响；大鼠腹膜下注射 N a r i S ( H 2 S 供体) 也能有效扩张冠脉，提高心肌灌注，改善心肌损伤。 研究表明，H 2 S 的作用途径与其它两种内源性气体信号分子一氧化氮 ( n i t r i co x i d e ，N O ) 和一氧化碳( c a r b o nm o n o x i d e ，C O ) 不同，H 2 S 可直 接开放三磷酸腺苷敏感性钾通道( A T P s e n s i t i v ep o t a
5、s s i u mc h a n n e l s ，K A T P 通道) 。然而，H 2 S 与N O 、C O 在合成代谢、作用靶点、信号转导以及 生物学效应等方面存在着密切而复杂的关系。N O 由内皮细胞合成释放， 通过c G M P 途径来介导血管平滑肌的舒张，可调节冠脉张力。心肌局部代 谢产生的腺苷与其受体结合后可诱发K A a v 通道开放，引起血管舒张，且 有研究证明腺苷可增强K A l l P 通道开放剂的作用。H 2 S 作为迄今为止发现 的唯一内源性血管平滑肌细胞K A l l P 通道开放剂，它与腺苷的关系目前尚 无报道。本研究针对冠脉血管活动的特性，应用离体血管张力测定
6、技术， 观察H ：S 对离体猪冠状动脉血管环张力的调节作用，并探讨其可能的作用 机制以及与冠脉扩张因子腺苷和N O 的关系。 方法：( 1 ) H 2 S 对离体猪冠状动脉血管环张力的调节：运用离体血管 灌流装置，由R M 6 2 4 0 生物信号采集处理系统进行血管张力记录，分析累 积给予N a r i S ( 1 0 0 ，2 0 0 ，4 0 0 ，8 0 0g r n o l L ) 后冠脉血管张力的变化。观察在 完整或去除内皮的冠脉血管中，给予工具药孵育3 0m i n 对N a r i S 作用的 中文摘要 影响。( 2 ) 测定冠状动脉H 2 S 生成酶胱硫醚吖裂解酶( c y
7、s t a t h i o n i n eT - l y a s e ， C S E ) 的活性：分别以1 0m lK H 液或含有L N A M E ( 1 0 0l a m o l L ) 的K H 液孵育冠脉血管3 0m i n ，参照S t i p a n u k 等报道的方法进行C S E 活性检测。 结果：( 1 ) 外源性H 2 S ( N a H S ，1 0 0 ，2 0 0 ，4 0 0 ，8 0 0p m o l L ) 可剂量依 赖性地舒张由U 4 6 6 1 9 ( 3 0 0n m o l L ) 或2 0 K B a y K ( 含2 0m m o l LK +
8、及2 0 0 n m o l LB a yK8 6 4 4 ) 预收缩的冠状动脉血管环。去除内皮可减弱N a r i S 的 血管舒张作用。( 2 ) 在U 4 6 6 1 9 ( 3 0 0n m o l L ) 预收缩血管环的基础上， 预先给予L 型钙通道的开放剂B a yK8 6 4 4 ( 1p m o l L ) 或N O 合酶的抑制 剂三N A M E ( 1 0 0p m o l L ) 孵育3 0m i n ，可抑制N a r i S 的舒血管作用 ( 尸o二卜寸。一(1肖 研究论文 讨论 冠脉血流量的变化直接控制着心肌氧供，冠脉流量的减少将导致心肌 氧供和需求的失衡，引发心肌
9、缺血。有三个基本的调节系统对冠脉张力发 挥调节作用：代谢性血管扩张系统、神经调控系统以及血管内皮，其中神 经调控系统不是调节冠状动脉舒张的主要方式。腺苷是心脏局部的代谢性 血管扩张因子，可通过与G 蛋白偶联激活K A r p 通道，产生舒张效应；而 由冠脉血管内皮细胞释放的主要血管舒张因子是N O ，两者均对冠状动脉 的张力调节发挥着重要作用。本研究中，外源性H 2 S 可有效调节冠脉血 管的张力，且与上述两种心脏局部的冠脉舒张因子有一定的关系。 本文采用经典的离体血管灌流方法，发现H 2 S ( 1 0 0 、2 0 0 、4 0 0 、8 0 0 g m o l L ) 可有效舒张U 4
10、6 6 1 9 或2 0 K B a y K 预收缩的冠脉血管，且其作用呈 剂量依赖性。耿彬等【1 7 】研究表明，N a r i S 灌流可影响心肌收缩力但对心率 及冠状动脉灌流量无明显影响，故而推测H 2 S 可能通过扩张冠状动脉抵 消了心肌抑制对冠状动脉灌流量的影响。本研究的结果进一步证实了这一 推测，表明H 2 S 心肌保护作用可能部分源于其对冠脉张力的直接调节作 用。 无论内皮完整与否，H 2 S 都可引起血管舒张反应，但去除内皮可显著 减弱此作用，提示在冠脉血管H 2 S 的舒血管作用具有部分的内皮依赖性， 此结果与以往报道一致。Y a n g 等t l 】和C a i 等【l8
11、】研究表明除血管平滑肌细胞 外，血管内皮细胞上也存在C S E H 2 S 体系，所以内皮产生的H 2 S 极有可能 直接作用于血管平滑肌细胞，发挥部分舒血管作用。B a u e r 等【1 9 】发现，H 2 S 可通过易化A T P 诱导的容积性钙内流( c a p a c i t a t i v eC a 2 + e n t r y ，C C E ) 等途 径调节人类血管内皮细胞内的C a 2 + 。细胞内C a 2 + 的变化可能对内皮源性血 管活性物质，尤其是舒血管物质的生成发挥调节作用。去除内皮后，此作 用随之消失。而在调节冠脉张力方面作用更为重要的内皮源性血管舒张因 子_ N 0
12、 ，最有可能参与H 2 S 的舒血管作用。 H ，S 与N O 关系密切，在其生成代谢、作用靶点、信号转导以及生物 学效应上，存在着复杂的相互作用，在机体形成了复杂的信号调节网络。 离体大鼠胸主动脉在N O 作用下，生成H 2 S 的量呈浓度依赖性增加，而且 N O 能上调C S E 基因转录及表达；石琳等【2 0 】对大鼠肺动脉环的研究发现 研究论文 L N A M E 可显著削弱H 2 S 的舒血管效应；而在N O 存在时又可使H 2 S 的 舒血管作用增强1 3 倍之多【2 】。本研究预先给予N O 合酶的抑制剂L - N A M E 对血管环进行孵育，抑制N O 自内皮的合成释放后，血
13、管张力略有上升， 提示在离体灌流的情况下N O 的存在参与维持血管的静息张力；而N O 的 减少引起H 2 S 的舒张作用显著削减，说明N O 作为冠脉血管内皮释放的舒 张因子与H 2 S 协同发挥对冠状动脉的舒张作用。为了探讨两者协同作用 的机制，又对L - N A M E 作用下H 2 S 合成酶C S E 的活性进行检测，发现同 对照组相比L N A M E 组C S E 活性有所降低，但未显示出统计学差异。 C h e a n g 等【4 】提出，在离体大鼠冠状动脉，H 2 S 的舒张效应并不依赖于内皮 的存在，且L N A M E 处理不影响H 2 S 作用。分析两种结论的差异，可能
14、 源于不同种属血管活动的个性化以及实验方法的差别。N O 作为冠脉血管 内皮释放的血管张力调节因子与H 2 S 之间存在着密切而复杂的关系，最 终将随着研究的深入而逐步揭示。 腺苷作为重要的心肌代谢性血管扩张因子，在心肌细胞中，因缺氧、 缺血或剧烈活动，而由高能磷酸化合物降解产生，作用于冠状动脉发挥强 大的舒张效应。对腺苷敏感的受体分为A l - , b 肌受体和A 2 血管受体。腺苷 可通过开放K A l l P 通道而引发冠脉血管舒张 2 1 , 2 2 】；心室肌细胞上的腺苷A 1 受 体通过偶联激活抑制性G 蛋白进而通过抑制腺苷酸环化酶( c A M P ) 活性 或者通过开放K A
15、a v 通道，发挥生物学作用【2 3 】；此外，腺苷可通过激活A 2 受体，从而开放冠脉平滑肌细胞膜上的K A T P 通道【2 4 】；D a v i e 等【2 5 l 还发现， 激活腺苷A 1 或A 2 受体均可增强K A a v 通道开放剂对猪冠状动脉的舒张作用。 而H 2 S 作为内源性血管平滑肌细胞N A n , 通道开放剂，腺苷极有可能通过相 应受体增强其舒张效应。为了验证此推断，给予本身不引起血管舒张反应、 剂量为5 0g m o l L 的A d o ，观察A d o 存在对H 2 S 舒张作用的影响。结果显示， H ，S 的作用确实较无A d o 时显著增强。考虑到冠脉血管上特异性分布有A 2 受体，故应用特异性A 2 受体阻断齐I j Z M 2 4 1 3 8 5 ，观察A d o 对H 2 S 舒张作用的 影响，发现上述舒张效应增强的现象被完全抑制；但Z
